DE3855343T2 - Phasengesteuertes Antennensystem für zwei Moden - Google Patents
Phasengesteuertes Antennensystem für zwei ModenInfo
- Publication number
- DE3855343T2 DE3855343T2 DE3855343T DE3855343T DE3855343T2 DE 3855343 T2 DE3855343 T2 DE 3855343T2 DE 3855343 T DE3855343 T DE 3855343T DE 3855343 T DE3855343 T DE 3855343T DE 3855343 T2 DE3855343 T2 DE 3855343T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- array
- radiation
- antenna system
- devices
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 60
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 54
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 47
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 37
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 13
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 19
- 238000003491 array Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 206010033546 Pallor Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/04—Multimode antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
- H01Q3/40—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with phasing matrix
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein direkt abstrahlendes Gruppenantennensystem, mit:
- - einem Array von Strahlungselementen, die so angeordnet sind, daß sie elektromagnetische Strahlung aussenden; und
- - einer Verteilungsnetzanordnung mit einer Vielzahl von ersten Anschlüssen und einer Vielzahl von zweiten Anschlüssen, die mit den Strahlungselementen verbunden sind, wobei die Verteilungsnetzanordnung dazu vorgesehen ist, eine Vielzahl von verschiedenen elektromagnetischen Eingangssignalen, die den ersten Anschlüssen zugeführt werden, auf vorbestimmte Weise auf die zweiten Anschlüsse so zu verteilen, daß einzelne Strahlungskeulen von den Strahlungselementen ausgehen, wobei eine erste lineare Kombination der einzelnen Strahlungskeulen, die von dem Array von Strahlungselementen ausgehen, gemeinsam eine erste zusammengesetzte Strahlungskeule bilden, und wobei wenigstens eine zweite lineare Kombination der einzelnen Strahlungskeulen, die von dem Array von Strahlungselementen ausgehen, gemeinsam eine zweite zusammengesetzte Strahlungskeule bilden.
- Ein derartiges Gruppenantennensystem ist aus dem Lehrbuch "Introduction to Radar Systems", M.I. Skolnik, 2. Ausgabe, McGraw-Hill, Seiten 310 - 314 bekannt.
- Die Erfindung betrifft im allgemeinen Gruppenantennensysteme und betrifft insbesondere Gruppenantennensysteme mit zwei Betriebsarten, die zum Gebrauch in Kommunikationssystemen geeignet sind, die mit Mikrowellenfrequenzen arbeiten, und betrifft darin verwendete passive Netzwerke, die Strahlungskeulen bilden.
- Bei Satellitenkommunikationssystemen und anderen mit Mikrowellenfrequenzen arbeitenden Kommunikations systemen ist es bekannt, parabolische Reflektorantennen mit einer und mit zwei Betriebsarten und Gruppenantennen mit einer Betriebsart einzusetzen. Bei vielen Anwendungen werden typischerweise Kommunikationssysteme eingesetzt, die eine Vielzahl von Kanälen in einem vorgegebenen Mikrowellen-Frequenzband aufweisen, wobei jeder Kanal auf einer etwas anderen Frequenz liegt als benachbarte Kanäle. Typischerweise beinhaltet die Implementierung derartiger Mehrfachkanäle die Verwendung eines aneinanderhängenden Multiplexers, der eine Gruppenantenne mit einer Betriebsart ansteuert.
- Es ist zur Minimierung der Interferenz zwischen Mikrowellensignalen innerhalb oder in der Nähe desselben Frequenzbereiches bekannt, die elektromagnetische Strahlung zu polarisieren, wobei z.B. einem Signal eine horizontale Polarisierung und dem anderen Signal eine vertikale Polarisierung erteilt wird. In derartigen Systemen werden die zwei Typen oder Betriebsarten von polarisierten Signalen dadurch erreicht, daß zwei, häufig Seite an Seite angeordnete separate Antennensysteme vorgesehen werden, die einen gemeinsamen Reflektor verwenden können, jedoch zwei voneinander getrennte Strahlungs-Arrays mit einer Betriebsart aufweisen. Häufig sind die zwei Antennensysteme so konstruiert, daß sie eine übereinstimmende Bedeckung hinsichtlich des Fernfeldmusters der durch die Antennensysteme erzeugten Strahlungskeulen aufweisen.
- Im Gegensatz hierzu ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, eine Technik zum Minimieren der Interferenz zwischen einer Vielzahl von unabhängigen Mikrowellensignalen mit derselben Polarisation bereitzustellen, die gleichzeitig in demselben generellen Frequenzband zu demselben geographischen Ort abgestrahlt werden, wenn jedes der Signale dieselbe Polarisation aufweist. Weiterhin erfordert das Antennensystem der vorliegenden Erfindung nicht den Gebrauch irgendeines Reflektors, sondern verwendet statt dessen typischerweise eine direkt abstrahlende, phasengesteuerte Gruppenantenne bzw. Array-Antenne.
- Über Gruppenantennen ist viel bekannt, und sie sind Gegenstand eines steigenden intensiven Interesses. Phasengesteuerte Gruppenantennen werden heutzutage als die bevorzugte Antenne für eine Anzahl von Anwendungen angesehen, insbesondere Anwendungen, die Anforderungen an die Fähigkeit zu Mehrfachfunktionen stellen. Gruppenantennen haben eine hohe Leistungsfähigkeit, eine breite Bandbreite und die Fähigkeit, nachteiligen Umweltbedingungen zu widerstehen. Die mathematischen Grundlagen des Betriebs von Gruppenantennen sind in einer Anzahl von Dokumenten analysiert worden. Siehe zum Beispiel L. Stark, "Microwave Theory of Phased-Array Antennas - A Review", Proceedings of the IEEE, Band 62, Nr. 12, Seiten 1661 - 1701 (Dezember 1974) und die darin zitierte Literatur.
- Zum Aufbau von Gruppenantennen sind verschiedene Kombinationen von Strahlungselementen, Phasenschiebern und Speisesystemen eingesetzt worden. Die Arten von verwendeten Strahlungselementen umfaßten Hörner, Dipole, helixförmige Antennen, Wendelantennen, Mehrstabantennen, Parabolscheiben und andere Arten von Antennenstrukturen. Die Typen von Phasenschiebevorrichtungen umfaßten Ferrit-Phasenschieber, p-i-n-Halbleiterdiodenvorrichtungen und andere. Die Speisesysteme umfaßten Raumspeise vorrichtungen, die die Ausbreitung im freien Raum verwenden, und begrenzte Speisevorrichtungen, die Speiseleitungstechniken zum Leiten von Signalen von den Elementen des Arrays zu dem zentralen Speisepunkt verwenden. Die begrenzten Speisevorrichtungen setzen typischerweise Leistungsteiler ein, die durch Speiseleitungen miteinander verbunden sind. Die Zahl und der Typ der verwendeten Leistungsteiler hängen von dem genauen Zweck ab, zu dem diese eingesetzt werden sollen, wobei der Leistungspegel und die Dämpfung berücksichtigt werden. Die Typen von begrenzten Speisevorrichtungen umfassen duale serielle Speisevorrichtungen, Corporate-Speisevorrichtungen mit Hybridverzweigung, Strahlungskeulen formende Matrizen mit Parallelspeisung, wie die Butler-Matrix und andere. Große Arrays verwendeten manchmal ein Speisesystem, das eine Butler-Matrix aufweist, die Unterarrays von Phasenschiebern speist. Soweit sich die Erfinder derzeit bewußt sind, sind all diese Merkmale für phasengesteuerte Arrays mit einer Betriebsart entwickelt worden.
- Die Entwicklung der Butler-Matrix in den frühen 60er Jahren führte zu einer Anzahl von generellen Untersuchungen der Bedingungen für die Orthogonalität einer Antennenstrahlungskeule und der Konsequenzen von Strahlungskeulenkorrelation an den Eingangsanschlüssen der Strahlungskeule. In J. Allen, "A Theoretical Limitation on the Formation of Lossless Multiple Beams in Linear Arrays", IRE Transactions on Antennas and Propagation, Band AP-9, Seiten 350 - 352 (Juli 1961), wird berichtet, daß für eine passive, reziproke Strahlungskeulen formende Matrix, die einen Array von gleichförmig beabstandeten Strahlern zur Bildung von gleichzeitigen Einzelstrahlungskeulen auf verlustlose Weise ansteuert, die Formen der einzelnen Strahlungskeulen derart sein müssen, daß die Gruppencharakteristika für die Zeitspanne einer Periode der Gruppencharakteristikmuster orthogonal zueinander sind. Der Begriff "Gruppencharakteristik" bezieht sich hier auf das komplexe Fernfeld eines Arrays von isotropen Strahlern. Allen zeigt insbesondere, daß die einem Eingangsanschluß zugeordneten Array-Anregungen orthogonal zu den Array-Anregungen jedes anderen Eingangsanschlusses sein müssen. Wenn zwei Netzwerkeingänge mit a und b bezeichnet werden und wenn die entsprechenden Anregungen bei dem i-ten Element des Arrays ai bzw. bi sind, dann sind diese Anregungen orthogonal, wenn
- wobei i* der komplex-konjugierte Ausdruck von i ist.
- Allen zeigt weiterhin, daß jeder Eingangsanschluß einer einzelnen Strahlungskeule entspricht und daß aufgrund der Tatsache, daß die Array-Anregungen von einem Anschluß orthogonal zu jenen aller anderen Anschlüsse sind, die einem Anschluß zugeordnete einzelne Strahlungskeule dann orthogonal zu allen anderen einzelnen Strahlungskeulen ist, die anderen Anschlüssen zugeordnet sind. In S. Stein, "On Cross Coupling in Multiple-Beam Antennas", IRE Transactions on Antennas and Propagation, Band AP-10, Seiten 548 - 557 (September 1962), wird eine detaillierte Analyse der Kreuzkopplung zwischen einzelnen Strahlungselementen eines Arrays als Funktion des komplexen Kreuz-Korrelationskoeffizienten des entsprechenden Fernfeldmusters der Strahlungskeule dargestellt. In dem Artikel von Stein werden verlustlose reziproke Speisesysteme besonders hervorgehoben.
- In jedem der obenstehenden Dokumente werden nur Arrays mit einer Betriebsart erörtert. Die von einem einzelnen Array mit einer Betriebsart erzeugte, zusammengesetzte Strahlungskeule wird typischerweise aus einer Vielzahl von einzelnen Strahlungskeulen gebildet, die jeweils einem der Strahlungselemente des Arrays zugeordnet sind, und zwar durch konstruktive und destruktive Interferenz zwischen den einzelnen Strahlungskeulen, wobei die Interferenz hauptsächlich, wenn nicht ganz, im Raum auftritt. Selbst bei Gruppenantennensystemen, die zur Schaffung von Mehrfach-Kommunikationskanälen einen Multiplexvorgang mit Vielfachzugriff in der Frequenz- oder Zeitebene einsetzen, ist die erzeugte, zusammengesetzte Strahlungskeule von der Sorte mit einer Betriebsart bzw. einem Modus, da nur ein informationstragendes Eingangssignal an das Speisenetzwerk geliefert wird, das den Antennen-Array ansteuert. Darüber hinaus benutzen alle einzelnen Strahlungskeulensignale und somit auch der zusammengesetzte Strahl eine gemeinsame elektromagnetische Polarisation.
- In dem gemeinschaftlich übertragenen US-Patent Nr.3,668,567 von H.A. Rosen hat ein Mikrowellendrehkoppler mit zwei Betriebsarten, der einen ersten und einen zweiten drehbar gelagerten Rundhohlleiterabschnitt aufweist, eine erste Einrichtung zum Einspeisen von sich gegenläufig drehenden, zirkular polarisierten Signalen in den ersten Hohlleiterabschnitt und eine zweite Einrichtung zum Bereitstellen eines ersten und eines zweiten linear polarisierten Ausgangssignals an einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß. Der Mikrowellenkoppler stellt eine verbesserte und verläßliche Koppeleinrichtung zum Anlegen eines Paars von Ausgangssignalen von einem sich drehenden Sender- /Multiplexersystem durch ein drehbares Verbindungsstück an ein Paar von Eingangsanschlüssen eines entdrehten bzw. nicht drehenden Antennensystems dar, derart, daß die Signale während der Übertragung durch den Koppler isoliert werden, wodurch die Konstruktion des Multiplexersystems vereinfacht wird. Die an die zwei Eingangsanschlüsse eines Antennensystems mit zwei Hornstrahlern angelegten Signale haben eine Phasenverschiebung von 90 Grad zueinander und jedes enthält Komponenten von beiden Ausgangssignalen. Das Merkmal zweier Betriebsarten bzw. zweier Modi bezieht sich überwiegend darauf, zwei unabhängige Antennenanschlüsse bereitzustellen, wobei jeder dasselbe Verstärkungsmuster und denselben Polarisationssinn bereitstellt, wobei sie jedoch quer zu dem Muster unterschiedliche Phasenfortschreitungssinne aufweisen.
- In dem gemeinschaftlich übertragenen US-Patent Nr. 4,117,423 von H.A. Rosen wird ein ähnlicher aber hochwertigerer Mehrphasen- Leistungsteiler mit zwei Betriebsarten offenbar, der zwei Eingangsanschlüsse und N Ausgangsanschlüsse aufweist, wobei N typischerweise eine ungerade Integerzahl ist. Der Leistungsteiler stellt eine Technik bereit, um zwei isolierte Anschlüsse einer einzelnen Antenne mit dem Signal von jedem Eingangsanschluß zu versorgen, was eine Betriebsart bzw. ein Modus genannt wird, und für jede der zwei Betriebsarten nahezu das gleiche Strahlungskeulenmuster der gleichen Polarisation, jedoch mit einem entgegengesetzten Phasenfortschreitungssinn zu erzeugen. Wie in dem zuvor erwähnten Patent werden gegenläufig drehende, zirkular polarisierte Signale von den Eingangsanschlüssen über ein Rundhohlleiterelement in die Ausgangsanschlüsse gespeist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine Scheidewand mit N Klingen nahe dem zweiten bzw. Ausgangsende eines Rundhohlleiterelementes angeordnet, um die Leistungsteilung und die Impedanzanpassung zwischen den N Ausgangsanschlüssen zu verbessern.
- In beiden dieser Patente sind die Ausgangsanschlüsse mit einer Vielzahl von linear angeordneten Offset-Speisevorrichtungen im Brennpunktbereich des Reflektors verbunden. Um ein Fernfeldmuster mit derselben Bedeckung bereitzustellen, werden Ausgangssignale mit gleicher und entgegengesetzter Phasenfortschreitung äquidistant von dem Brennpunkt des Reflektors und auf entgegengesetzten Seiten desselben angeordnet. Nur durch Verwendung einer solchen außermittigen Speisevorrichtungskonstruktion in Verbindung mit einem geeigneten (z.B. parabolischen) Reflektor können die in diesen zwei Patenten beschriebenen Ubertragungssysteme zwei Betriebsarten bereitstellen, die im wesentlichen dieselbe Bedeckung aufweisen. Es ist ebenfalls bemerkenswert, daß die Anregungskoeffizienten der Ausgangssignale alle die gleiche Amplitude haben und sich nur hinsichtlich der Phase unterscheiden.
- Nach unserem besten Wissen hat niemand ein direkt abstrahlendes Gruppenantennensystem entwickelt oder vorgeschlagen, das dazu ausgelegt werden kann, einen Betrieb mit zwei Betriebsarten zu gestatten. Vorliegend soll sich der Begriff "zwei Betriebsarten" des Betriebs auf die gleichzeitige Übertragung (oder den gleichzeitigen Empfang) von zwei (oder mehr) unterschiedlichen, zusammengesetzten Fernfeldstrahlungskeulen desselben Polarisationssinnes in dem gleichen generellen Frequenzband beziehen, wobei die zusammengesetzten Strahlungskeulen unterschiedliche elektromagnetische Eigenschaften haben, so daß diese leicht voneinander unterschieden werden können.
- Zusammenfassend ist es prinzipiell von Allen (siehe oben) bekannt, daß eine Vielzahl von unabhängigen Strahlungskeulen unter Verwendung eines einzelnen linearen Arrays gebildet werden kann, der durch ein Strahlungskeulen bildendes Netzwerk angeregt wird, das orthogonale Koeffizienten realisiert. Beispiele solcher Systeme, bei denen die unabhängigen Strahlungskeulen unterschiedliche Fernfeld-Strahlungsmuster haben, sind in dem oben erwähnten Lehrbuch von Skolnik, in der US-A-4 245 223 und in dem oben erwähnten Artikel von Allen offenbart, wobei lineare Arrays durch Butler- oder Blass-Matrizen gespeist werden.
- Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gruppenantennensystem bzw. Array-Antennensystem mit zwei Betriebsarten zu schaffen, das für zwei zusammengesetzte Strahlungskeulen im wesentlichen identische Fernfeld-Strahlungsmuster erzeugen kann, wobei die Anregungskoeffizienten der Strahlungskeulen mathematisch orthogonal zueinander sind. Es ist eine weitere Aufgabe, ein im wesentlichen verlustfreies reziprokes beschränktes Speisesystem für eine solche Arrayantenne mit zwei Betriebsarten in der Form eines Verteilungsnetzwerkes zu schaffen, das aus passiven leistungsteilenden Einrichtungen und Phasenschiebereinrichtungen gebildet ist, die durch einfache Übertragungleitungen miteinander verbunden sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein solches Verteilungsnetzwerk anzugeben, das einen einzelnen Trenn-Eingangsanschluß oder einen einzelnen Trenn-Ausgangsanschluß für jedes unterschiedliche informationstragende Signal aufweist, das von dem Gruppenantennensystem zu übertragen (oder zu empfangen) ist.
- Gemäß dem eingangs erwähnten Gruppenantennensystem wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verteilungsnetzanordnung so ausgelegt ist, daß von dem Array wenigstens zwei unterscheidbare, unabhängige, zusammengesetzte Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung mit im wesentlichen demselben Fernfeldstrahlungsmuster ausgehen.
- In dem oben erwähnten Artikel sprach Allen die Orthogonalitätsanforderungen einzelner Strahlungskeulen an, wobei mehrfache einzelne Strahlungskeulen aus einem gemeinsamen Array von Elementen erzeugt wurden, die mit einem Netzwerk mit mehrfachen Anschlüssen verbunden waren. Mit dieser Erfindung heben wir uns von Allen ab durch Verwendung einer linearen Kombination einzelner Strahlungskeulen, um eine zusammengesetzte Strahlungskeule zu bilden. Insbesondere bildet eine erste lineare Kombination von Strahlungskeulen eine erste zusammengesetzte Strahlungskeule, die wir geeigneterweise Betriebsart A nennen. Eine zweite lineare Kombination derselben einzelnen Strahlungskeulen bilden eine zweite zusammengesetzte Strahlungskeule, die wir geeigneterweise Betriebsart B nennen. Eine Schlüsselaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, aus einem gemeinsamen, direkt abstrahlenden Array dieselbe zusammengesetzte Bedeckung für beide Strahlungskeulen der Betriebsart A und der Betriebsart B zu schaffen. Dies kann erreicht werden, wenn die Betriebsarten A und B orthogonal zueinander sind, was bedeutet, daß die Array-Anregungen für die Betriebsart A orthogonal zu den Anregungen für die Betriebsart B sind. Dies wird erreicht, wenn:
- wobei N die Anzahl der Strahlungselemente in dem Array ist, wobei i und i lineare Kombinationen von Anregungswerten sind, die den einzelnen Strahlungskeulen zugeordnet sind, die von dem Array erzeugt werden, und wobei i* der komplex-konjugierte Wert von i ist. Bekannterweise kann die Anregung des i-ten Elements für eine zusammengesetzte Strahlungskeule durch eine Reihe von m einzelnen Anregungskoeffizienten wie folgt beschrieben werden (wobei m kleiner oder gleich der Anzahl N von Elementen in dem Array ist):
- In den Gleichungen (3) und (4) sind i bis i die Anregungen für die einzelnen Strahlungskeulen a bis z (wobei z kleiner gleich N ist), und jeder Koeffizient "x" oder "y" hat eine Amplitude und einen Phasenwinkel. Jeder Koeffizent kann positiv oder negativ und real oder komplex sein. Es ist anzumerken, daß Gleichung (2) allgemeiner ist als Gleichung (1) (d.h. sie läßt mehr Freiheitsgrade beim Konstruieren des Verteilungsnetzwerkes zu als Gleichung (1)), dagleichung (1) erfordert, daß die Summe der spezifizierten Kreuz-Produkte der einzelnen Strahlungskeulen Null ist, wohingegen Gleichung (2) gestattet, daß dieselben Kreuz-Produkte nicht Null sind und lediglich erfordert, daß die Summe aller spezifizierten Kreuz-Produkte von allen einzelnen Strahlungskeulen Null ist, die den zwei Betriebsarten A und B zugeordnet sind.
- In Anbetracht der vorstehenden Aufgaben wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Gruppenantennensystem bzw. Array- Antennensystem zur gleichzeitigen Übertragung oder zum gleichzeitigen Empfang von wenigstens zwei unterschiedlichen zusammengesetzten Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung geschaffen, die dieselbe Polarisation haben, in demselben generellen Mikrowellenfrequenzbereich liegen und mathematisch orthogonal zueinander sind. Dieses Gruppenantennensystem umfaßt: einen Array von Elementen, die in direkter elektromagnetischer Verbindung mit den Strahlungskeulen stehen; und eine Verteilungseinrichtung, die in direkter elektromagnetischer Verbindung mit den Elementen des Arrays steht und wenigstens zwei erste Anschlüsse zum Ausführen von wenigstens zwei gleichzeitigen Umwandlungen von den Strahlungskeulen zugeordneter, elektromagnetischer Energie aufweisen, wobei diese Energie zwischen den Elementen und den zwei Anschlüssen übertragen wird. Die Verteilungseinrichtung und insbesondere der Satz von hierdurch durchgeführten gleichzeitigen Übertragungen ermöglichen, daß jede der zwei verschiedenen Strahlungskeulen eindeutig einem verschiedenen informationstragenden Signal zugeordnet werden, das an den ersten Anschlüssen anliegt. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist die Verteilungseinrichtung so ausgelegt, daß die zwei gleichzeitigen Umwandlungen es ermöglichen, daß jede der zwei Strahlungskeulen eindeutig einem verschiedenen informationstragenden Signal zugeordnet wird, das an einem unterschiedlichen der zwei ersten Anschlüsse anliegt. Auf diese Weise liegt ein einer Strahlungskeule zugeordnetes, informationstragendes Signal nur an einem der zwei Anschlüsse an, wohingegen das andere, der anderen Strahlungskeule zugeordnete informationstragende Signal lediglich an dem anderen der zwei Anschlüsse anliegt. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist die Verteilungseinrichtung eine verlustlose, reziproke, begrenzte Speisevorrichtungsstruktur oder ein aus passiven Bauteilen gebildetes, Strahlungskeulen formendes Netzwerk, und das Antennensystem kann als ein phasengesteuertes Array betrieben werden, wenn dies gewünscht ist.
- Als direkt abstrahlendes Gruppenantennensystem kann die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung alternativerweise und mehr im einzelnen als folgendes aufweisend beschrieben werden: einen Array von Strahlungselementen, die so angeordnet sind, daß sie elektromagnetische Strahlung aussenden, und eine Verteilungsnetzeinrichtung bzw. -anordnung zum Verteilen einer Vielzahl von verschiedenen, den Eingangsanschlüssen der Netzanordnung zugeführten elektromagnetischen Signalen auf eine vorbestimmte Art und Weise auf die Ausgangsanschlüsse der Netzanordnung, derart, daß wenigstens zwei unterscheidbare, unabhängige, zusammengesetzte Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung mit im wesentlichen demselben Fernfeldstrahlungsmuster von den Strahlungselementen ausgehen. Die Verteilungsnetzanordnung kann betriebsmäßig so angeordnet sein, daß sie eines der Eingangssignale an einem der Eingangsanschlüsse und ein weiteres der Eingangssignale an einem anderen der Eingängsanschlüsse empfängt. Sie kann auch betriebsmäßig so angeordnet sein, daß eine erste lineare Kombination einzelner Strahlungskeulen, die von dem Array von Strahlungselementen ausgehen, zusammen eine erste der zusammengesetzten Strahlungskeulen bilden, und daß eine zweite lineare Kombination einzelner Strahlungskeulen, die von dem Array von Strahlungselementen ausgehen, zusammen eine zweite der zusammengesetzten Strahlungskeulen bilden. Die Verteilungsnetzanordnung ist betriebsmäßig so angeordnet, daß die Array-Anregungen, die die ersten zusammengesetzten Strahlungskeulen bilden, und die Array-Anregungen, die die zweiten zusammengesetzten Strahlungskeulen bilden, mathematisch orthogonal zueinander sind.
- Als empfangendes Gruppenantennensystem, das einen Teil von jeder von wenigstens zwei zusammengesetzten Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung in demselben generellen Frequenzbereich und mit derselben Polarisation empfängt, die von einer entfernten Sendestation gesendet werden, kann die bevorzugte Ausführungsform etwas unterschiedlich als folgendes aufweisend beschrieben werden: eine Vielzahl von Elementen, die jeweils dazu ausgelegt sind, einen Teil von jeder von wenigstens zwei unabhängigen Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung zu empfangen, und eine Netzwerkeinrichtung bzw. Netzanordnung mit einer Vielzahl von ersten Anschlüssen, die mit den Elementen verbunden sind, und einer Vielzahl von zweiten Anschlüssen zum Auftrennen der zwei zusammengesetzten Strahlungskeulen, die von den Elementen empfangen werden, in wenigstens zwei verschiedene Signale, die jeweils an verschiedene der zweiten Anschlüsse ausgegeben werden, wobei jedes derartige unterschiedliche Signal von einer verschiedenen der Strahlungskeulen abgeleitet wird.
- Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch Studium der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Figuren und den beigefügten Ansprüchen.
- In der beigefügten Zeichnung ist:
- Figur 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines ersten Beispiels eines direkt abstrahlenden Gruppenantennensystems mit zwei Betriebsarten der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2 ein detailliertes Blockdiagramm einer bevorzugten Verteilungsnetzanordnung zur Verwendung in dem System von Figur 1;
- Figur 3 eine vereinfachte Seitenansicht eines Arrays aus vier Strahlungselementen, die in dem Antennensystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wobei Figur 3 den Abstand zwischen den Zentren der Strahlungselemente zeigt;
- Figur 4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines zweiten Beispiels eines direkt abstrahlenden Gruppenantennensystems der vorliegenden Erfindung, wobei das System einen Array aus 32 Strahlungselementen, die in einer ebenen 4 x 8-Matrix angeordnet sind, und ein begrenztes Speisevorrichtungssystem für den Array aufweist, das aus einer einzeiligen Verteilungsnetzanordnung und einer vierspaltigen Verteilungsnetzanordnung besteht;
- Figur 5 eine vereinfachte Draufsicht auf den Array aus 32 Strahlungselementen des Gruppenantennensystems von Figur 4;
- Figur 6 eine vereinfachte Ansicht des kontinentalen Teils der Vereinigten Staaten mit dessen Grenze, wobei der Ansicht ein Graph aus ausgewählten Konturen konstanter Verstärkung der Strahlungskeulenbedeckung überlagert ist, die durch das Antennensystem von Figur 4 geschaffen wird;
- Figur 7 eine Tabelle von Array-Anregungswerten, die dem Array aus 32 Elementen von Figur 5 zugeordnet ist;
- Figur 8 ein detailliertes Blockdiagramm der Reihen-Verteilungsnetzanordnung für das System von Figur 4;
- Figur 9 eine Tabelle von Verteilungsparametern, die dem Netzwerk von Figur 8 zugeordnet sind;
- Figur 10 eine repräsentative Spalten-Verteilungsnetzanordnung des Systems von Figur 4; und
- Figur 11 eine Tabelle der Verteilungsparameter des Netzwerkes von Figur 10.
- In Figur 1 ist ein Gruppenantennensystem 20 mit zwei Betriebsarten der vorliegenden Erfindung gezeigt, das einen Array 22 aus vier Strahlungselementen 24, 26, 28 und 30 und eine Speiseeinrichtung 32 umfaßt. Die Elemente 24 - 30 können von jedem geeigneten oder herkömmlichen Typ sein, wie Hörner, Dipole, Wendel-, Spiralantennen, Mehrfachstäbe und parabolische Scheiben. Die Wahl des Strahlungselementtyps ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich und kann auf der Grundlage von üblichen Faktoren wie dem Frequenzband, dem Gewicht, der Robustheit, der Verkapselung und dgl. vorgenommen werden. Die Speiseeinrichtung 32 ist vorzugsweise eine Verteilungsnetzanordnung bzw. ein Verteilungsnetzwerk jenes Typs, der nunmehr kurz beschrieben wird. Die Verteilungsnetzanordnung 32 umfaßt vier Anschlüsse 34, 36, 38 und 40, die direkt mit den Elementen 24, 26, 28 und 30 verbunden sind, wie es in der Figur gezeigt ist. Das Netzwerk 32 umfaßt auch zwei Anschlüsse 42 und 44, die als Eingangsanschlüsse A und B dienen, wenn das System 20 als eine Sendeantenne arbeitet (und die als Ausgangsanschlüsse A und B dienen, wenn das System 20 als Empfangsantenne arbeitet).
- Figur 2 zeigt ein detailliertes Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform für das Verteilungsnetzwerk 32, das einer Butler- Matrix mit vier Anschlüssen ähnelt, jedoch keine ist, da es sich hinsichtlich der Konstruktion und der Funktion von einer Butler-Matrix unterscheidet. Das Netzwerk 32, das manchmal auch als Strahlungskeulen formendes Netzwerk bezeichnet wird, umfaßt vier signalaufteilende Bauteile oder Richtungskoppler 52, 54, 56 und 58. Das Netzwerk 32 umfaßt auch zwei Phasenschiebebauteile 60 und 62. Die Bauteile 52 - 58 sind in zwei Stufen 64 und 66 angeordnet, die jeweils zwei Bauteile enthalten. Nach Notwendigkeit werden herkömmliche oder gewöhnliche Verbindungsleitungen 70 - 88 verwendet, um im wesentlichen verlustlose Verbindungen zwischen den verschiedenen Bauteilen und Anschlüssen innerhalb des Netzwerkes 32 zu schaffen. Vorliegend hat der Begriff "Verbindungsleitung" die Bedeutung eines passiven, ein elektromagnetisches Signal führenden Bauteils wie ein Leiter, ein Hohlleiter, eine Streifenleitung oder dgl. Ob eine Verbindungsleitung benötigt wird, hängt natürlich von dem genauen Typ und dem Layout des Verteilungsnetzwerkes und dem Ort der verschiedenen Bauteile innerhalb des Layouts ab. Derartige Details sind Fachleuten bekannt und müssen daher nicht erörtert werden. auf ähnliche Weise können Verbindungsleitungen nach Notwendigkeit vorgesehen werden, um Verbindungen für elektromagnetische Signale zwischen den Anschlüssen 34 - 40 und deren jeweiligen Speiseelementen 24 - 30 zu schaffen.
- Die signalaufteilenden Bauteile 52 - 58, die in dem Netzwerk 32 von Figur 2 verwendet werden, sind vorzugsweise Hybridkoppler, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Die Hybridkoppler können von jedem geeigneten oder herkömmlichen Typ sein, der für die Frequenz der hierdurch zu leitenden Signale ausgelegt ist, wie die 3 dB-Sorte mit einer 90-Grad-Phasenverzögerung zwischen diagonalen Anschlußklemmen. Bei den Hybridkopplern 52 und 54 werden nur drei der vier Anschlußklemmen jedes Bauteils verwendet. Die Anschlußklemme 92 des Kopplers 52 wird nicht verwendet, wird aber statt dessen durch irgendeine geeignete Technik wie eine herkömmliche Widerstandslast 96 abgeschlossen. Auf ähnliche Weise wird die Anschlußklemme 94 des Kopplers 54 nicht verwendet, sondern wird statt dessen durch irgendeine geeignete Technik wie eine Widerstandslast 98 abgeschlossen.
- Die Phasenschiebebauteile 60 und 62 sind von einem Typ mit +90 Grad Phasenverschiebung (Phasenvoreilung), wenn phasenverzögernde Hybridkoppler indem Netzwerk 32 eingesetzt werden. Die Bauteile 60 und 62 können von jedem geeignete Typ sein, der geeignet ist für das Frequenzband der durch diese gehenden Signale.
- Wenn das Gruppenantennensystem 20 als Sendeantennensystem arbeitet, wird ein erstes informtionstragendes Eingangssignal mit geeigneter Mittenfrequenz und Bandbreite an den Anschluß 42 (Eingang A) angelegt. Das Verteilungsnetzwerk 32 verteilt das Signal derart, daß ein erster Satz von vier Signalen an den Ausgangsanschlüssen 34 - 40 des Netzwerkes 32 erzeugt wird und die Strahlungselemente 24 - 30 anregt, einen ersten Satz von vier einzelnen Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung zu erzeugen, die sich im Raum ausbreiten. Diese vier Strahlungskeulen können die einzelnen Strahlungskeulen der Betriebsart A genannt werden und können mathematisch teilweise durch einen ersten Satz von Anregungskoeffizienten a&sub1; bis a&sub4; beschrieben werden. Wenn ein zweites informationstragendes Signal mit geeigneter Mittenfrequenz und Bandbreite an den Anschluß 44 (Eingang B) angelegt wird, verteilt das Netzwerk 32 das Signal derart, daß ein zweiter Satz von vier Signalen an den Ausgängen 34 - 40 erzeugt wird und die Strahlungselemente 24 - 30 dazu anregt, einen zweiten Satz von vier einzelnen Strahlungskeulen zu erzeugen. Diese vier Strahlungskeulen können die einzelnen Strahlungskeulen der Betriebsart B genannt werden und können mathematisch teilweise durch einen zweiten Satz von Anregungskoeffizienten b&sub1; bis b&sub4; beschrieben werden. Die zwei Sätze von vier Anregungskoeffizienten sind in Figur 1 in geeigneter Weise über ihren jeweiligen Ausgangsanschlüssen und Strahlungselementen dargestellt. Diese zwei Sätze von vier einzelnen Strahlungskeulen haben Anregungskoeffizienten, die mathematisch orthogonal zueinander sind, wie es nachstehend genauer erläutert wird.
- Die vier einzelnen Strahlungskeulen von jedem Satz von Strahlungskeulen, die von den Speiseelementen 24 - 30 ausgehen, kombinieren im Raum miteinander, so daß sie eine zusammengesetzte elektromagnetische Strahlungskeule bilden. Die erste zusammengesetzte Strahlungskeule (die zusammengesetzte Strahlungskeule der Betriebsart A), die durch die vier einzelnen Strahlungskeulen des ersten Satzes erzeugt wird, unterscheidet sich von und ist vorzugsweise orthogonal zu der zusammengesetzten elektromagnetischen Strahlungskeule (die zusammengesetzte Strahlungskeule der Betriebsart B), die von den vier einzelnen Strahlungskeulen des zweiten Satzes erzeugt wird.
- Ein wichtiger Aspekt und Vorteil des Gruppenantennensystems der vorliegenden Erfindung liegt in dessen Fähigkeit, zwei zusammengesetzte Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung zu erzeugen, die identische (oder im wesentlichen identische) Strahlungsmuster für Eingangssignale vergleichbarer Frequenz und Bandbreite haben, die an die zwei Eingangsanschlüsse 42 und 44 des Netzwerkes 32 angelegt werden. Das System 20 ist insbesondere vorteilhaft, da es zwei Eingangsanschlüsse 42 und 44 aufweist und daß bei allen vorgegebenen, an diese Anschlüsse angelegten Signalen die sich ergebenden zusammengesetzten Strahlungskeulen identische Fernfeldstrahlungsmuster haben werden. Dieses Merkmal zweier Anschlüsse hat eine wichtige Bedeutung beim Kanal-Multiplexen von kanalisierten Kommunikationssystemen, da die Eingangssignale für die ungeradzahligen Kanäle in einen Eingangsanschluß laufen können, wohingegen die Eingangssignale für die geradzahligen Signale bzw. Kanäle in den anderen Eingangsanschluß laufen können. Diese Anordnung erfordert eine Ausrüstung zum Multiplexen, die einfacher ist als ein aneinanderhängender Multiplexer, der mit einer Array- Antenne mit einem Eingangsanschluß und einer Betriebsart arbeitet, und die auch einfacher ist als ungeradzahlige und geradzahlige Multiplexer, die mit zwei Arrays mit einer Betriebsart arbeiten.
- Die technischen Prinzipien des Betriebs des Gruppenantennensystems 20 mit zwei Betriebsarten wird nun beschrieben. Die Betriebsart A ist die Betriebsart, die durch das am Eingangsanschluß A angelegte Signal erzeugt wird. Die Betriebsart B ist die Betriebsart, die durch das am Eingangsanschluß B angelegte Signal erzeugt wird. Für die meisten Anwendungen ist es wünschenswert, daß die zusammengesetzten Strahlungskeulen der zwei Betriebsarten dasselbe Fernfeldstrahlungsmuster haben. Dies wird erreicht, wenn die Anregungskoeffizienten für die Betriebsart B das Spiegelbild jener der Betriebsart A sind, wenn mit anderen Worten die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
- Um ein realisierbares Verteilungsnetzwerk 32 zu schaffen, müssen die Anregungskoeffizienten für die Betriebsart A mathematisch orthogonal zu jenen der Betriebsart B sein. Dies kann durch folgende Formel ausgedruckt werden:
- Der Stern in Gleichung (6) zeigt an, daß die Anregung " i*" der komplex-konjugierte Wert der Anregung " i" ist.
- Bei unserem ersten Konstruktionsbeispiel begrenzen wir die Anregungskoeffizienten auf reale (entweder positive oder negative) Anregungskoeffizienten anstelle von komplexen Anregungskoeffizienten, um das Beispiel relativ einfach zu halten. In dieser Situation reduziert sich der obige Ausdruck zu:
- a&sub1;a&sub4; + a&sub2;a&sub3; = 0 (7)
- was alternativ ausgedrückt werden kann als:
- a&sub1;/a&sub2; = - a&sub3;/a&sub4; (8)
- Diese Beziehung wird relativ einfach erfüllt. Beispielsweise können die folgenden Koeffizienten für die zwei Betriebsarten ausgewählt werden.
- FÜR Betriebsart A: a&sub1; = a&sub2; = a&sub3; = 0,5 und a&sub4; = -0,5 (9)
- FÜR Betriebsart B: b&sub1; = -0,5 und b&sub2; = b&sub3; = b&sub4; = 0,5 (10)
- Das in Figur 2 gezeigte Verteilungsnetzwerk 32 erfüllt die Bedingungen der Gleichungen (9) und (10).
- Die Gruppencharakteristik (Array-Faktor) für die zwei Betriebsarten kann leicht aus der in Figur 3 gezeigten Array- Geometrie bestimmt werden. Für die Betriebsart A ist die Gruppencharakteristik
- EA = 0,5 (ejµ + e-jµ + ej3µ - e-j3µ) (11)
- was umgeschrieben werden kann zu:
- EA = COS(µ) + j SIN(3µ) (12)
- Auf ähnliche Weise ist die Gruppencharakteristik für die Betriebsart B gegeben durch:
- EB = COS(µ) - j SIN(3µ) (13)
- In den Gleichungen (11) bis (13) ist das Symbol µ der normierte Antennenparameter, dessen Wert durch die folgende Formel gegeben ist:
- µ = (πd SIN θ) / λ (14)
- wobei λ die Signalwellenlänge ist, wobei θ der Abtastwinkel der Strahlungskeule ist, der in Figur 3 gezeigt ist, und wobei d der Abstand zwischen den Strahlungselementen ist. Da das Fernfeldstrahlungsmuster für eine zusammengesetzte Strahlungskeule, die durch einen Array von gleichmäßig beabstandeten Strahlern erzeugt wird, proportional zum Quadrat der Amplitude der Gruppencharakteristik ist, haben die Betriebsarten A und B dasselbe Fernfeldstrahlungsmuster.
- Unter Verwendung der Prinzipien des oben beschriebenen Betriebs, insbesondere der durch Gleichung (2) ausgedrückten Prinzipien, können Verteilungsnetzwerke für größere Arrays wie Arrays mit 8, 16, 32 und mehr Elementen leicht konstruiert werden. Der generelle Ausdruck für die Gruppencharakteristik für die Betriebsart A eines Arrays mit einer willkürlichen geradzahligen Anzahl N von Elementen ist:
- wobei k = N/2. Dies kann wie folgt umgestellt werden:
- Die Gruppencharakteristik für die Betriebsart B eines Arrays mit einer willkürlichen geradzahligen Anzahl von Elementen ist:
- Der generelle Ausdruck für die Gruppencharakteristik für die Betriebsart A eines Arrays mit einer willkürlichen ungeradzahligen Anzahl N von Elementen ist:
- wobei L = (N+1)/2. Die Gruppencharakteristik für die Betriebsart B eines Arrays mit einer willkürlichen ungeradzahligen Anzahl N von Elementen ist:
- Die Array-Technologie mit zwei Betriebsarten unserer Erfindung kann noch besser anhand eines zweiten Konstruktionsbeispiels verstanden werden, das in den Figuren 4 - 11 dargestellt ist. In geeigneter Weise wird dieses zweite Beispiel als ein Sendeantennensystem beschrieben. Figur 4 zeigt ein Gruppenantennensystem 120 mit zwei Betriebsarten, das einen planaren Array 122 aus 32 benachbarten Strahlungselementen aufweist, die in einer rechteckförmigen oder Matrix-Anordnung aus vier Spalten C1 - C4 und acht Reihen R1 - R8 aufgebaut ist, wie es am besten in Figur 5 zu sehen ist. Der Array 122 wird durch ein beschränktes Speisesystem 124 angesteuert, das aus einem ersten oder horizontalen Verteilungsnetzwerk 126 und einer Gruppe oder einem Satz 128 von vier zweiten oder vertikalen Verteilungsnetzwerken 130 - 136 besteht. Das horizontale Verteilungsnetzwerk 126 ist durch Verbindungsleitungen 140 -146 mit Eingangsanschlüssen 150 - 156 der Netzwerke 130 - 136 verbunden. Die vertikalen Verteilungsnetzwerke 130 - 136 sind identisch und haben jeweils einen einzelnen Eingangsanschluß und acht Ausgangsanschlüsse, die mit einer Spalte von Strahlungselementen in dem Array 122 verbunden sind. Das vertikale Verteilungsnetzwerk 130 ist typisch und hat einen einzelnen Eingangsanschluß 150 und acht Ausgangsanschlüsse 160&sub1; - 160g, die mit den acht Strahlungselementen der Spalte C1 durch Verbindungsleitungen 170&sub1; - 170g, verbunden sind. Das erste Verteilungsnetzwerk 126 hat zwei Eingangsanschlüsse 176 und 178 und vier Ausgangsanschlüsse 170 - 186.
- Eine Ansicht der Vorderseite 190 des Arrays 122 ist in Figur 5 gezeigt. Jedes der Elemente ist ein herkömmliches Hohlleiter-Pyramidenhorn, das eine vertikale Polarisierung verwendet. Jedes Element hat eine Höhe von etwa 118,87 mm (4,68 Zoll) und eine Breite von 99,44 mm (3,915 Zoll), wobei diese Abmessungen auch die Entfernungen zwischen den vertikalen und horizontalen Mitten darstellen. Das Gruppenantennensystem 120 soll eine im wesentlichen gleichförmige (d.h. relativ konstante Verstärkung) Bedeckung für den kontinentalen Teil der Vereinigten Staaten (d.h. 48 benachbarte Staaten) von einem Kommunikationssatelliten in einer geostationären Umlaufbahn in einer Position von 83 Grad West geographischer Länge über den Frequenzbereich von 11,7 bis 12,2 GHz liefern. Die Array-Abmessungen wurden unter Verwendung bekannter Antennenkonstruktionstechniken ausgewählt, die auf Antennenkonstruktionen mit einer Betriebsart anwendbar sind.
- Die sich ergebenden Bedeckungs-Strahlungskeulen von dem Array wurden unter Verwendung eines herkömmlichen Computerprogrammes jenes Typs erzeugt, der im Stand der Technik zum Simulieren der Leistungsfähigkeit von Gruppenantennen bekannt ist. Die Strahlungskeulen für die Betriebsarten A und B sind identisch zueinander und sind identisch zu dem Strahlungskeulenmuster, das durch die Konstantverstärkungskurven oder -konturen in Figur 6 gezeigt ist. Das in Figur 6 gezeigte Muster ist ein zusammengesetztes oder mittleres Muster aus drei Frequenzen (11,7, 11,95 und 12,2 GHz). Da die Muster für die Betriebsarten A und B identisch zueinander sind, erkennen Fachleute, daß das Antennensystem 120 von Figur 4 eine Bedeckungsverstärkung für die zwei Betriebsarten über die interessierende Fläche liefert, die vergleichbar ist zu jener, die von Gruppenantennensystemkonstruktionen mit einer Betriebsart erwartet würden. In Figur 6 ist der Umriß des kontinentalen Teils der Vereinigten Staaten durch eine fette Linie 200 gezeigt, die vertikale und die horizontale Mitte der Hauptstrahlrichtung des Antennensystems 120 sind durch die gestrichelten Linien 201 und 202 gezeigt, und die Konstantverstärkungskonturen (in Dezibel) entsprechend 25,0 dB, 26,0 dB, 27,0 dB, 28,0 dB und 29,0 dB sind durch die Linien 205, 206, 207, 208 bzw. 209 gezeigt. Zwei Konstantverstärkungskonturen, die 30,0 dB entsprechen, sind durch die Linien 210 und 211 gezeigt. Der westliche und der östliche Ort der maximalen Verstärkung von 30,84 dB sind durch Kreuze 214 und 215 gezeigt.
- Die Array-Anregungen für den Array 122 sind in der Tabelle von Figur 7 aufgelistet. Die Tabelle listet insbesondere die relative Leistung und die relative Phase für jedes Element oder Horn für beide Betriebsarten A und B auf. Die in Figur 7 aufgelisteten Anregungen wurden durch ein herkömmliches Computerprogramm erzeugt, das eine Standard-Iterationssuchtechnik verwendet, die sucht, um die Antennenverstärkung über den interessierenden Bedeckungsbereich für beide Betriebsarten zu optimieren, während gleichzeitig das Erfordernis erfüllt wird, daß die Anregungen der Elemente für die zwei Betriebsarten orthogonal zueinander sind, d.h. die Gleichung (2) oben erfüllt wird. Die Inhalte der Tabelle von Figur 7 sind die Ergebnisse, die von einem solchen iterativen Suchprogramm erzeugt wurden.
- Ein Blick in die Tabelle der Figur 7 zeigt, daß jede Reihe oder horizontale Gruppe aus vier Elementen des Arrays 122 auf die Art und Weise zweier Betriebsarten arbeitet und dieselben Parameter für die zwei Betriebsarten aufweist. Zum Beispiel erhält das Element H1 in der Betriebsart A 37, 10 % der Leistung in der ersten Reihe R1, das Element H5 erhält 37,10 % der Leistung in der zweiten Reihe R2, das Element H9 erhält 37,10 % der Leistung in der dritten Reihe R3 usw. In jeder Reihe sind die relative Verteilung der Leistung und die relative Phase dieselben wie in jeder anderen Reihe. Einige Reihen erhalten mehr Gesamtleistung als andere Reihen, innerhalb jeder Reihe ist die relative Leistungsverteilung auf die Elemente jener Reihe jedoch gleich. Dies gilt auch für die Phasenverschiebungen (die in der Tabelle in Grad ausgedrückt sind). Daher hat der Array 122 in der Azimuth-Richtung zwei Betriebsarten und in Elevationsrichtung eine herkömmliche oder einzelne Betriebsart.
- Da jede Reihe zwei Betriebsarten mit denselben relativen Verteilungen, die für alle Reihen gemeinsam sind, aufweist, kann das gesamte Verteilungsnetzwerk 124 zur Lieferung der Array- Anregungen aus einem zwei-auf-vier Reihen-Netzwerk 126 mit zwei Betriebsarten gefolgt von vier Spalten-Verteilungsnetzwerken 130 - 136 bestehen. Dies ist die zuvor in Figur 4 gezeigte Anordnung. Fachleute erkennen, daß auch eine komplementäre Verteilung verwendet werden kann, d.h. zwei Spalten-Verteilungsnetzwerke gefolgt von acht zwei-auf-vier Horizontal-Verteilungsnetzwerken. Letztere Anordnung enthält jedoch tatsächlich mehr Koppler als die in Figur 4 gezeigte Anordnung, und daher ist die einfachere Implementierung von Figur 4 bevorzugt.
- Ein detailliertes Blockdiagramm einer bevorzugten Konstruktion des zwei-auf-vier-Netzwerkes 126 mit zwei Betriebsarten ist in Figur 8 gezeigt. Das Netzwerk 126 besteht aus vier Kopplern 222 - 228 und zwei Phasenschiebern 230 und 232 und ist eine modifizierte Form einer Butler-Matrix mit N = 4. Für die nicht-verwendeten Anschlüsse der Koppler 222 und 224 werden geeignete Abschlußbauteile 234 und 236 vorgesehen. Die verschiedenen Verbindungsleitungen 240 - 262 zwischen den Eingangsanschlußklemmen 176 und 178, den Kopplern 222 - 228, den Phasenschiebern 230 und 232 und den Ausgangsanschlußklemmen 180 - 186 liefern im wesentliche verlustfreie Verbindungen zwischen den verschiedenen Bauteilen und Anschlüssen innerhalb des Netzwerkes 126. In Figur 8 ist der Kreuz-Kopplungswert (entweder 0,3340 oder 0,4430) von jedem Koppler 222 - 228 aufgeführt und jeder Koppler erteilt dem hierdurch verlaufenden, kreuzgekoppelten Signal eine Phasenverschiebung von -90 Grad. Daher werden 33,4 % der Leistung eines vom Eingangsanschluß 178 in den ersten Koppler 222 gelangenden Signals zur Leitung 242 gekoppelt, wobei das Signal dann durch den Koppler 228 auf die Ausgangsanschlüsse 180 und 182 verteilt wird. Der Koppler 222 erteilt diesem, die Leitung 242 passierenden Signal ebenfalls eine Phasenverschiebung von -90 Grad. Der direkte Ausgang des ersten Kopplers 122 auf der Leitung 240 erhält 66,6 % (100 - 33,40) der Leistung des Signals A. Der Koppler 222 erteilt dem an diesen direkten oder nicht gekoppelten, mit der Leitung 240 verbundenen Ausgang gelieferten Teil des Signals A keine Phasenverschiebung (0 Grad). Die Verteilungsparameter für das zwei-auf- vier-Netzwerk 126 der Figur 8 sind in der in Figur 9 gezeigten Tabelle dargestellt. Diese Tabelle zeigt die Leistungsanteile und die Netto-Phasenverschiebung für jeden Pfad durch das Netzwerk 126.
- Eine bevorzugte Konstruktion eines typischen Spalten- Verteilungsnetzwerkes, nämlich des dargestellten Netzwerkes 130, ist in Figur 10 gezeigt. Das Netzwerk 130 hat eine korporative Standard-Speisestruktur, die aus sieben Richtungskopplern 270 - 282 und acht Phasenschiebern 284 - 298 besteht. Die Richtungskoppler 270 - 282 funktionieren auf dieselbe allgemeine Art wie die in Figur 8 gezeigten Koppler und die Kreuz-Kopplungswerte für jeden Koppler sind in Figur 10 gezeigt.
- Auf ähnliche Weise sind die Werte der Phasenverschiebung (in Grad) von jedem Phasenschieber 284 - 298 in Figur 10 gezeigt. Die Verteilungsparameter des Netzwerkes von Figur 10, d.h. die relative Leistung und die relative Phase zwischen den Eingängen 150 und den Ausgängen 160&sub1; - 160g sind in der in Figur 11 gezeigten Tabelle dargestellt. An dem nicht-verwendeten Eingangsanschluß von jedem der Richtungskoppler 270 - 282 sind geeignete Abschlußbauteile wie das Bauteil 300 vorgesehen.
- Die Netzwerke 126 und 130 - 136 und alle mit diesen verwendeten Verbindungsleitungen und Abschlußlasten können unter Verwendung herkömmlicher Mikrowellenkomponenten hergestellt werden, die Fachleuten auf dem Antennengebiet bekannt sind, wie Hohlleiter- oder TEM-(transversaler elektromagnetischer Modus)-Leitungskomponenten.
- Das in Figuren 4 - 11 dargestellte Gruppenantennensystem hat in einer Dimension (die Spaltenrichtung oder die horizontale Richtung, die der parallel zu der gestrichelten Linie 202 in Figur 6 verlaufenden Azimuth-Richtung entspricht) zwei Betriebsarten und in der anderen Dimension (die Spaltenrichtung oder die vertikale Richtung, die der parallel zu der gestrichelten Linie 201 in Figur 6 verlaufenden Elevationsrichtung entspricht) eine Betriebsart. Wir erkennen jedoch, daß die vorliegende Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, leicht auf einen Array aus Strahlungselementen erstreckt werden kann, der in beiden Richtungen (Azimuth und Elevation) zwei Betriebsarten aufweist. Ein solches Gruppenantennensystem hätte vier Betriebsarten, und zwar zwei in jeder Dimension. Fachleute werden erkennen, daß zwei Betriebsarten in beiden Dimensionen (insgesamt vier Betriebsarten) keine grundlegenden Prinzipien verletzen und einfach dadurch implementiert werden können, daß die Berechnungen, die in Verbindung mit Gleichung (2) für eine Dimension erforderlich waren, auf zwei Dimensionen erstreckt werden. In einem derartigen Fall hätte der Array vier zusammengesetzte Strahlungskeulen mit demselben (oder im wesentlichen demselben) Fernfeldbedeckungs- oder Strahlungskeulenmuster.
- Obwohl die vorstehende Diskussion der Gruppenantennensysteme 20 und 120 diese zwei Systeme primär als Sendesysteme beschrieben hat, werden Fachleute leicht erkennen, daß jedes dieser Systeme auch als Empfangsantenne sehr gut arbeiten wird. Wenn z.B. das Antennensystem 20 als Empfänger verwendet wird, werden die ersten Anschlüsse 34 - 40 des Netzwerkes 32 zu Eingangsanschlüsse wohingegen die Anschlüsse 42 und 44 Ausgangsanschlüsse werden. Das Netzwerk 32 funktioniert dann als eine Einrichtung zum Trennen der durch die Elemente 24 - 30 empfangenen, zusammengesetzten Strahlungskeulen in zwei verschiedene Signale, die effektiv entweder zu dem Ausgangsanschluß 42 oder zu dem Ausgangsanschluß 44 geroutet werden, da das Netzwerk vollständig reziprok ist. Da das Netzwerk 32, wie es in Figur 2 gezeigt ist, nur aus passiven Bauteilen konstruiert ist, ist es reziprok und verlustlos und sämtliche der zuvor erläuterten Prinzipien des Betriebs lassen sich auch auf das System 20 als Empfangsantennensystem anwenden. Selbstverständlich gelten dieselben Zusätze für das in den Figuren 4 - 11 gezeigte Gruppenantennen- System 120.
- Ein wichtiger Vorteil der Antennensysteme mit zwei Betriebsarten der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie leicht aus existierenden, gut entwickelten und verstandenen Mikrowellenkomponenten konstruiert werden können, die in der generellen Form von bekannten beschränkten Speisestrukturen organisiert sind. Zur Implementierung der Antennensysteme der vorliegenden Erfindung müssen keine neuen Komponenten oder Bauteile entwickelt oder perfektioniert werden. Ein weiterer Vorteil der Antennensysteme der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie keinen Reflektor erfordern wie die Antennensysteme mit zwei Betriebsarten, die in den zuvor erwähnten US-Patenten Nr. 3,668,567 und 4,117,423 beschrieben sind.
- Derzeit wird erwartet, daß die Antennensysteme mit zwei Betriebsarten der vorliegenden Erfindung wahrscheinlich den größten Nutzen in den Mikrowellenfrequenzbereichen haben, d.h. bei Frequenzen im Bereich von 300 MHz bis 30 GHz. In einer typischen Anwendung unserer Antennensysteme mit zwei Betriebsarten nehmen das erste und das zweite informationstragende Signal denselben Frequenzbereich ein, obwohl dies nicht erforderlich ist.
- Nach dieser Beschreibung der Erfindung ist zu erkennen, daß Fachleute verschiedene Modifikationen an oder Zusätze zu der bevorzugten Ausführungsform vornehmen können, die zur Erläuterung der Erfindung gewählt wurde.
Claims (18)
1. Direkt abstrahlendes Gruppenantennensystem (20; 120),
mit:
- einem Array (22; 122) vonstrahlungselementen (24-30),
die so angeordnet sind, daß sie elektromagnetische Strahlung
aussenden; und
- einer Verteilungsnetzanordnung (32; 126, 130-136),
mit einer Vielzahl von ersten Anschlüssen (42, 44; 176, 178)
sowie einer Vielzahl von zweiten Anschlüssen (34-40; 160), die
mit den Strahlungselementen (24-30) verbunden sind, wobei die
Verteilungsnetzanordnung dazu vorgesehen ist, eine Vielzahl
von verschiedenen elektromagnetischen Eingangssignalen, die
den ersten Anschlüssen (42, 44; 176, 178) zugeführt werden,
auf vorbestimmte Weise auf die zweiten Anschlüsse (34-40; 160)
so zu verteilen, daß einzelne Strahlungskeulen von den
Strahlungselementen (24-30) ausgehen, wobei eine erste lineare
Kombination der einzelnen Strahlungskeulen, die von dem Array
(22; 122) von Strahlungselementen (24-30) ausgehen, gemeinsam
eine erste zusammengesetzte Strahlungskeule bilden, und
wenigstens eine zweite lineare Kombination der einzelnen
Strahlungskeulen, die von dem Array (22; 122) von Strahlungselementen
(24-30) ausgehen, gemeinsam eine zweite zusammengesetzte
Strahlungskeule bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verteilungsnetzanordnung (32; 126; 130-136) so ausgelegt ist, daß
von dem Array (22; 122) wenigstens zwei unterscheidbare,
unabhängige, zusammengesetzte Strahlungskeulen
elektromagnetischer Strahlung mit im wesentlichen demselben
Fernfeldstrahlungsmuster ausgehen.
2. Gruppenantennensystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung (32; 126,
130-136) betriebsmäßig so angeordnet ist, daß sie eines der
Eingangssignale an einem der ersten Anschlüsse (42; 176) und ein weiteres
der Eingangssignale an einem anderen der ersten Anschlüsse (44;
178) empfängt.
3. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung
(32; 126, 130-136) betriebsmäßig so angeordnet ist, daß die
die erste zusammengesetzte Strahlungskeule bildenden Array-
Anregungen und die die zweite zusammengesetzte Strahlungskeule
bildenden Array-Anregungen mathematisch orthogonal zueinander
sind.
4. Gruppenantennensystem (20; 120) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Strahlungselemente
(24-30) gleich N ist, und daß die mathematische Orthogonalität
der Array-Anregungen der ersten und zweiten Strahlungskeule
die folgende Gleichung erfüllt:
wobei Ai und Bi lineare Kombinationen von Anregungswerten sind,
die den von dem Array (22; 122) erzeugten einzelnen
Strahlungskeulen zugeordnet sind, und wobei i* der komplex-konjugierte
Ausdruck zu i ist.
5. Gruppenantennensystem nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung (32; 126,
130-136)
wenigstens ein erstes Verteilungsnetz (126) mit vier
Anschlüssen (34-40; 180-186) sowie wenigstens vier
Signalaufteilungsvorrichtungen (52-58; 222-228) aufweist, die in
wenigstens zwei miteinander verbundenen Stufen (64, 66) angeordnet
sind, wobei jede Stufe (64, 66) wenigstens zwei derartige
Vorrichtungen (52/54, 56/58; 222/224, 226/228) aufweist, jede
der Signalaufteilungsvorrichtungen (52-58; 222-228) wenigstens
einen Eingang sowie eine Vielzahl von Ausgängen aufweist, die
ersten Anschlüsse (42, 44; 176, 178) direkt mit den Eingängen
der Vorrichtungen (52, 54; 222, 224) der ersten (64) der beiden
Stufen (64, 66) verbunden sind, die Ausgänge der Vorrichtungen
(52, 54; 222, 224) der ersten Stufe (64) mit entsprechenden
von den Eingängen der Vorrichtungen (56, 58; 226, 228) der
zweiten (66) der beiden Stufen (64, 66) verbunden sind, und
die zweiten Anschlüsse (34-40; 180-186) mit dem Ausgang der
Vorrichtungen (56, 58; 226, 228) der zweiten Stufe (66) in
Verbindung stehen.
6. Gruppenantennensystem nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Verteilungsnetzwerk (126)
wenigstens zwei passive Phasenschiebervorrichtungen (60, 62; 230,
232) umfaßt, die von den Signalaufteilungsvorrichtungen (52-58;
222-228) verschieden sind, und daß ein erstes Paar der zweiten
Anschlüsse (34, 40; 180, 186) direkt mit einem ersten Paar von
Ausgängen der zweiten Stufe (66) verbunden ist und ein zweites
Paar der zweiten Anschlüsse (36, 38; 182, 184 über die beiden
Phasenschiebervorrichtungen (60, 62; 230, 232) mit einem zweiten
Paar von Ausgängen der zweiten Stufe (66) verbunden ist, die
von dem ersten Paar von Ausgängen (34, 40; 180, 186) der zweiten
Stufe (66) verschieden und getrennt sind.
7. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsnetzwerk ferner
wenigstens vier zweite Verteilungsnetzwerke (130-136) umfaßt,
von denen jedes einen Eingangsanschluß (150) aufweist, der mit
einem entsprechenden von den vier Ausgangsanschlüssen (180-186)
des ersten Verteilungsnetzwerkes (126) verbunden ist, wobei
jedes der vier zweiten Verteilungsnetzwerke (130-136) wenigstens
eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (160) aufweist, die mit
entsprechenden von den Strahlungselementen verbunden sind, und
daß die Signalaufteilungsvorrichtungen Richtungskoppler (270-282)
sind.
8. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung
(32; 126, 130-136) nur passive reziproke
Vorrichtungenbeinhaltet.
9. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung
(32; 126, 130-136) wenigstens vier Richtungskoppler (52-58;
222-228; 270-282) und wenigstens vier passive
Phasenschiebervorrichtungen (60, 62; 230, 232; 284-298) umfaßt, wobei die
Koppler (52-58; 222-228; 270-282) in wenigstens einer ersten
und einer zweiten Stufe (64, 66) angeordnet sind, die miteinander
verbunden sind, wobei die ersten Anschlüsse (42, 44; 176, 178;
150) direkt mit den Eingängen der Koppler (52, 54; 222, 224;
270) der ersten Stufe (64) verbunden sind und die zweiten
Anschlüsse (34-40; 180-186; 160) mit den Ausgängen der zweiten
Stufe (66) vonkopplern (56, 58; 226, 228; 276-282) in Verbindung
stehen, wobei die Phasenschiebervorrichtungen (60, 62; 230,
232; 284-298) zwischen wenigstens ausgewählten von den zweiten
Anschlüssen (36, 38; 182, 184; 160) und ausgewählten aus den
Ausgängen der zweiten Stufe (66) angeordnet sind.
10. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß es dazu ausgelegt ist, einen
Teil einer jeden von wenigstens zwei zusammengesetzten
Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung in demselben
allgemeinen Frequenzbereich und mit derselben Polarisation zu
empfangen, wobei die Netzwerkanordnung (32; 126; 130-136) die
beiden zusammengesetzten Strahlungskeulen, die von den
Strahlungselementen empfangen werden, in wenigstens zwei verschiedene
Signale auftrennt, die jeweils an verschiedenen von den ersten
Anschlüssen (42, 44; 176, 178) ausgegeben werden, wobei jedes
derartige unterschiedliche Signal von einer anderen der
Strahlungskeulen abgeleitet wird.
11. Gruppenantennensystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Netzwerkanordnung (32; 126; 130-136)
wenigstens vier Signalaufteilungsvorrichtungen (52-58; 222-228;
270-282) umfaßt, die in wenigstens zwei Stufen (64, 66)
angeordnet sind, wobei jede Stufe (64, 66) wenigstens zwei derartige
Vorrichtungen (52/54, 56/58; 222/224, 226/228; 272/274, 276-282)
umfaßt, jede der Signalaufteilungsvorrichtungen (52-58; 222-228;
270-282 wenigstens zwei Eingänge und einen Ausgang aufweist,
die ersten Anschlüsse (42, 44; 176, 178; 150) die Ausgänge der
Vorrichtungen (52, 54; 222, 224; 270-274) der zweiten (64) der
beidenstufen (64, 66) sind, jeder der Ausgänge der Vorrichtungen
(56, 58; 226, 228; 276-282) der ersten (66) der beiden Stufen
(64, 66) direkt mit den Eingängen der Vorrichtungen (52, 54;
222, 224; 272, 274) der zweiten Stufe (64) verbunden ist und
die zweiten Anschlüsse (34-40; 180-186; 160) mit den Eingängen
der Vorrichtungen (56, 58; 226,228; 276-282) der ersten Stufe
(66) in Verbindung stehen.
12. Gruppenantennensystem nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Signalaufteilungsvorrichtungen
Richtungskoppler (52-58; 222-228; 270-282) sind.
13. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 10
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerkanordnung (32;
126; 130-136) wenigstens zwei passive Phasenschiebervorrichtungen
(60, 62; 230, 232; 284-298) umfaßt, die zwischen ausgewählten
der zweiten Anschlüsse (36, 38; 182, 184; 160) und ausgewählten
der Eingänge der Vorrichtungen (56, 58; 226, 228; 276-282) der
ersten Stufe (66) angeordnet sind.
14. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Netzwerkanordnung (32; 126; 130-136) und das Array
(22; 122) von Strahlungselementen (24-30) so angeordnet sind,
daß sie in zwei Betriebsarten A und B arbeiten, wobei jede
Betriebsart A, B einer anderen der zusammengesetzten
Strahlungskeulen zugeordnet ist, und daß
das Array (22; 122) eine gerade Anzahl von
Strahlungselementen (24-30) sowie Arrayfaktoren EA und EB aufweist, die
jeweils den Betriebsarten A und B zugeordnet sind, die die
folgenden Gleichungen erfüllen:
und
wobei k = N/2, und
wobei µ = (π d sin θ) / λ;
wobei λ = Signalwellenlänge,
θ = Strahlauslenkwinkel, und
d = Abstand zwischen Strahlungselementen.
15. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Netzwerkanordnung (32; 126; 130-136) und das Array
(22; 122) von Strahlungselementen (24-30) so angeordnet sind,
daß sie in zwei Betriebsarten A und B arbeiten, wobei jede
Betriebsart A, B einer anderen der zusammengesetzten
Strahlungskeulen zugeordnet ist, und daß
das Array (22; 122) eine ungerade Anzahl N von
Strahlungselementen (24-30) sowie Arrayfaktoren EA und EB
aufweist, die jeweils den Betriebsarten A und B zugeordnet sind,
die die folgenden Gleichungen erfüllen:
und
wobei L = (N+1)/2, und
wobei µ = (π d sin θ) / λ;
wobei λ = Signalwellenlänge,
θ = Strahlauslenkwinkel, und
d = Abstand zwischen Strahlungselementen.
16. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß es zum gleichzeitigen Ausstrahlen
oder Empfangen von wenigstens zwei verschiedenen
zusammengesetzten Strahlungskeulen elektromagnetischer Strahlung
ausgelegt ist, die dieselbe Polarisation aufweisen und sich
im selben allgemeinen Mikrowellenfrequenzbereich befinden sowie
mathematisch orthogonal zueinander sind, wobei die wenigstens
beiden ersten Anschlüsse (42, 44; 176, 178; 150) dazu vorgesehen
sind, wenigstens zwei gleichzeitige Transformationen an
elektromagnetischer Energie durchzuführen, die mit den Strahlungskeulen
verbunden ist, wenn diese Energie zwischen den Elementen (24-30)
und den beiden ersten Anschlüssen (42, 44; 176, 178; 150)
übertragen wird, was es ermöglicht, daß jede der beiden
verschiedenen Strahlungskeulen eindeutig mit einem anderen, Informationen
tragenden Signal verbunden ist, das an den ersten Anschlüssen
(42, 44; 176, 178; 150) vorhanden ist.
17. Gruppenantennensystem nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilungsnetzanordnung (32; 126;
130-136) so angeordnet ist, daß die beiden gleichzeitigen
Transformationen es erlauben, daß jede der beiden verschiedenen
Strahlungskeulen eindeutig einem anderen, Informationen tragenden
Signal zugeordnet ist, das an einem anderen der beiden ersten
Anschlüsse (42, 44; 176, 178; 150) anliegt, so daß ein
Informationen tragendes Signal nur an einem der beiden Anschlüsse (42,
44; 176, 178; 150) vorhanden ist, und ein anderes, Informationen
tragendes Signal nur an dem anderen der beiden Anschlüsse (42,
44; 176, 178; 150) vorhanden ist.
18. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß die Tatsache, daß die
zusammengesetzten Strahlungskeulen im wesentlichen dasselbe
Fernfeldstrahlungsmuster aufweisen, dadurch erreicht wird, daß die der
ersten zusammengesetzten Strahlungskeule zugeordneten
Anregungswerte ai der Arrayelemente sowie die der zweiten zusammengesetzten
Strahlungskeule zugeordneten Anregungswerte bi der Arrayelemente
im wesentlichen Spiegelbilder voneinander sind, so daß für das
i-ten Strahlungselement (24-30) von einer Gesamtzahl von N
Strahlungselementen (24-30) gilt:
a&sub1; = bN+1-i ; für i = 1...N.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/111,909 US4989011A (en) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | Dual mode phased array antenna system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3855343D1 DE3855343D1 (de) | 1996-07-11 |
DE3855343T2 true DE3855343T2 (de) | 1997-02-06 |
Family
ID=22341076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3855343T Expired - Lifetime DE3855343T2 (de) | 1987-10-23 | 1988-10-21 | Phasengesteuertes Antennensystem für zwei Moden |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4989011A (de) |
EP (1) | EP0313057B1 (de) |
JP (1) | JP2585399B2 (de) |
AU (1) | AU602244B2 (de) |
CA (1) | CA1309172C (de) |
DE (1) | DE3855343T2 (de) |
Families Citing this family (153)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1244907B (it) * | 1991-01-23 | 1994-09-13 | Selenia Spazio Spa Ora Alenia | Configurazione e tecnica di reti multimodali formatrici di fasci per antenne multifascio a riflettore. |
US5274839A (en) * | 1992-02-12 | 1993-12-28 | General Electric Co. | Satellite communications system with the zero-db coupler |
FR2728366A1 (fr) * | 1994-12-19 | 1996-06-21 | Europ Agence Spatiale | Reseau conformateur de faisceaux pour antenne radiofrequence mettant en oeuvre la transformee de fourier rapide et structure materielle implantant un tel reseau, notamment pour les applications spatiales |
FR2732163B1 (fr) * | 1995-03-20 | 1997-05-30 | Europ Agence Spatiale | Dispositif d'alimentation d'une antenne multisources et multifaisceaux |
US5717405A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-10 | Hughes Electronics | Four-port phase and amplitude equalizer for feed enhancement of wideband antenna arrays with low sum and difference sidelobes |
FR2760900B1 (fr) * | 1997-03-17 | 1999-05-28 | Centre Nat Etd Spatiales | Antenne pour satellite a defilement |
US6703974B2 (en) | 2002-03-20 | 2004-03-09 | The Boeing Company | Antenna system having active polarization correlation and associated method |
JPWO2005071824A1 (ja) * | 2004-01-26 | 2007-08-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
US6992622B1 (en) | 2004-10-15 | 2006-01-31 | Interdigital Technology Corporation | Wireless communication method and antenna system for determining direction of arrival information to form a three-dimensional beam used by a transceiver |
GB0611379D0 (en) | 2006-06-09 | 2006-07-19 | Qinetiq Ltd | Phased array antenna system with two-dimensional scanning |
US7839235B2 (en) * | 2007-05-24 | 2010-11-23 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Feed network device, antenna feeder subsystem, and base station system |
DE102010064346A1 (de) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Radarsensor für Kraftfahrzeuge |
US9112255B1 (en) * | 2012-03-13 | 2015-08-18 | L-3 Communications Corp. | Radio frequency comparator waveguide system |
US9999038B2 (en) | 2013-05-31 | 2018-06-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Remote distributed antenna system |
US9525524B2 (en) | 2013-05-31 | 2016-12-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Remote distributed antenna system |
WO2015000519A1 (en) * | 2013-07-04 | 2015-01-08 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A multi-beam antenna arrangement |
US11855680B2 (en) * | 2013-09-06 | 2023-12-26 | John Howard | Random, sequential, or simultaneous multi-beam circular antenna array and beam forming networks with up to 360° coverage |
US8897697B1 (en) | 2013-11-06 | 2014-11-25 | At&T Intellectual Property I, Lp | Millimeter-wave surface-wave communications |
WO2015165489A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | An antenna arrangement with variable antenna pattern |
CN105098383B (zh) * | 2014-05-14 | 2019-01-25 | 华为技术有限公司 | 多波束天线***及其相位调节方法和双极化天线*** |
US9768833B2 (en) | 2014-09-15 | 2017-09-19 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for sensing a condition in a transmission medium of electromagnetic waves |
US10063280B2 (en) | 2014-09-17 | 2018-08-28 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Monitoring and mitigating conditions in a communication network |
US9615269B2 (en) | 2014-10-02 | 2017-04-04 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus that provides fault tolerance in a communication network |
US9685992B2 (en) | 2014-10-03 | 2017-06-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Circuit panel network and methods thereof |
US9503189B2 (en) | 2014-10-10 | 2016-11-22 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for arranging communication sessions in a communication system |
US9973299B2 (en) | 2014-10-14 | 2018-05-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for adjusting a mode of communication in a communication network |
US9577306B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-02-21 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Guided-wave transmission device and methods for use therewith |
US9627768B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-04-18 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Guided-wave transmission device with non-fundamental mode propagation and methods for use therewith |
US9653770B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-05-16 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Guided wave coupler, coupling module and methods for use therewith |
US9769020B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-09-19 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for responding to events affecting communications in a communication network |
US9780834B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-10-03 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for transmitting electromagnetic waves |
US9312919B1 (en) | 2014-10-21 | 2016-04-12 | At&T Intellectual Property I, Lp | Transmission device with impairment compensation and methods for use therewith |
US9742462B2 (en) | 2014-12-04 | 2017-08-22 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission medium and communication interfaces and methods for use therewith |
US9997819B2 (en) | 2015-06-09 | 2018-06-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission medium and method for facilitating propagation of electromagnetic waves via a core |
US9954287B2 (en) | 2014-11-20 | 2018-04-24 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus for converting wireless signals and electromagnetic waves and methods thereof |
US9461706B1 (en) | 2015-07-31 | 2016-10-04 | At&T Intellectual Property I, Lp | Method and apparatus for exchanging communication signals |
US10009067B2 (en) | 2014-12-04 | 2018-06-26 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for configuring a communication interface |
US9544006B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-01-10 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission device with mode division multiplexing and methods for use therewith |
US10243784B2 (en) | 2014-11-20 | 2019-03-26 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System for generating topology information and methods thereof |
US9800327B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-10-24 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus for controlling operations of a communication device and methods thereof |
US10340573B2 (en) | 2016-10-26 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher with cylindrical coupling device and methods for use therewith |
US9876570B2 (en) | 2015-02-20 | 2018-01-23 | At&T Intellectual Property I, Lp | Guided-wave transmission device with non-fundamental mode propagation and methods for use therewith |
US9749013B2 (en) | 2015-03-17 | 2017-08-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for reducing attenuation of electromagnetic waves guided by a transmission medium |
US20160315386A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Sparse Phase-Mode Planar Feed for Circular Arrays |
US9705561B2 (en) | 2015-04-24 | 2017-07-11 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Directional coupling device and methods for use therewith |
US10224981B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-03-05 | At&T Intellectual Property I, Lp | Passive electrical coupling device and methods for use therewith |
US9793954B2 (en) | 2015-04-28 | 2017-10-17 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Magnetic coupling device and methods for use therewith |
US9871282B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-01-16 | At&T Intellectual Property I, L.P. | At least one transmission medium having a dielectric surface that is covered at least in part by a second dielectric |
US9490869B1 (en) | 2015-05-14 | 2016-11-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission medium having multiple cores and methods for use therewith |
US9748626B2 (en) | 2015-05-14 | 2017-08-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Plurality of cables having different cross-sectional shapes which are bundled together to form a transmission medium |
US10650940B2 (en) | 2015-05-15 | 2020-05-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission medium having a conductive material and methods for use therewith |
US9917341B2 (en) | 2015-05-27 | 2018-03-13 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and method for launching electromagnetic waves and for modifying radial dimensions of the propagating electromagnetic waves |
US9912381B2 (en) | 2015-06-03 | 2018-03-06 | At&T Intellectual Property I, Lp | Network termination and methods for use therewith |
US9866309B2 (en) | 2015-06-03 | 2018-01-09 | At&T Intellectual Property I, Lp | Host node device and methods for use therewith |
US10812174B2 (en) | 2015-06-03 | 2020-10-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Client node device and methods for use therewith |
US9913139B2 (en) | 2015-06-09 | 2018-03-06 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Signal fingerprinting for authentication of communicating devices |
US9820146B2 (en) | 2015-06-12 | 2017-11-14 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for authentication and identity management of communicating devices |
US9667317B2 (en) | 2015-06-15 | 2017-05-30 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for providing security using network traffic adjustments |
US9865911B2 (en) | 2015-06-25 | 2018-01-09 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Waveguide system for slot radiating first electromagnetic waves that are combined into a non-fundamental wave mode second electromagnetic wave on a transmission medium |
US9509415B1 (en) | 2015-06-25 | 2016-11-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods and apparatus for inducing a fundamental wave mode on a transmission medium |
US9640850B2 (en) | 2015-06-25 | 2017-05-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods and apparatus for inducing a non-fundamental wave mode on a transmission medium |
US9722318B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-08-01 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for coupling an antenna to a device |
US9882257B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-01-30 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for launching a wave mode that mitigates interference |
US10341142B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for generating non-interfering electromagnetic waves on an uninsulated conductor |
US10033107B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-07-24 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for coupling an antenna to a device |
US10170840B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-01-01 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for sending or receiving electromagnetic signals |
US10033108B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-07-24 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for generating an electromagnetic wave having a wave mode that mitigates interference |
US10320586B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-06-11 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for generating non-interfering electromagnetic waves on an insulated transmission medium |
US9853342B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-12-26 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Dielectric transmission medium connector and methods for use therewith |
US10205655B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-02-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for communicating utilizing an antenna array and multiple communication paths |
US10129057B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-11-13 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for inducing electromagnetic waves on a cable |
US9847566B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-12-19 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for adjusting a field of a signal to mitigate interference |
US10511346B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-12-17 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for inducing electromagnetic waves on an uninsulated conductor |
US10439290B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-10-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for wireless communications |
US10148016B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-12-04 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for communicating utilizing an antenna array |
US10044409B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-08-07 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Transmission medium and methods for use therewith |
US10790593B2 (en) | 2015-07-14 | 2020-09-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus including an antenna comprising a lens and a body coupled to a feedline having a structure that reduces reflections of electromagnetic waves |
US9628116B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-04-18 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for transmitting wireless signals |
US10090606B2 (en) | 2015-07-15 | 2018-10-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Antenna system with dielectric array and methods for use therewith |
US9793951B2 (en) | 2015-07-15 | 2017-10-17 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for launching a wave mode that mitigates interference |
US9912027B2 (en) | 2015-07-23 | 2018-03-06 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for exchanging communication signals |
US9871283B2 (en) | 2015-07-23 | 2018-01-16 | At&T Intellectual Property I, Lp | Transmission medium having a dielectric core comprised of plural members connected by a ball and socket configuration |
US9749053B2 (en) | 2015-07-23 | 2017-08-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Node device, repeater and methods for use therewith |
US9948333B2 (en) | 2015-07-23 | 2018-04-17 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for wireless communications to mitigate interference |
US9967173B2 (en) | 2015-07-31 | 2018-05-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for authentication and identity management of communicating devices |
US9735833B2 (en) | 2015-07-31 | 2017-08-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for communications management in a neighborhood network |
US9904535B2 (en) | 2015-09-14 | 2018-02-27 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for distributing software |
US9769128B2 (en) | 2015-09-28 | 2017-09-19 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for encryption of communications over a network |
US9729197B2 (en) | 2015-10-01 | 2017-08-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for communicating network management traffic over a network |
US9876264B2 (en) | 2015-10-02 | 2018-01-23 | At&T Intellectual Property I, Lp | Communication system, guided wave switch and methods for use therewith |
US10355367B2 (en) | 2015-10-16 | 2019-07-16 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Antenna structure for exchanging wireless signals |
US10067172B1 (en) * | 2016-07-21 | 2018-09-04 | Softronics, Ltd. | Far-field antenna pattern characterization via drone/UAS platform |
US9860075B1 (en) | 2016-08-26 | 2018-01-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and communication node for broadband distribution |
US10135147B2 (en) | 2016-10-18 | 2018-11-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for launching guided waves via an antenna |
US10135146B2 (en) | 2016-10-18 | 2018-11-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for launching guided waves via circuits |
US10340600B2 (en) | 2016-10-18 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for launching guided waves via plural waveguide systems |
US9991580B2 (en) | 2016-10-21 | 2018-06-05 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher and coupling system for guided wave mode cancellation |
US10811767B2 (en) | 2016-10-21 | 2020-10-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System and dielectric antenna with convex dielectric radome |
US9876605B1 (en) | 2016-10-21 | 2018-01-23 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher and coupling system to support desired guided wave mode |
US10374316B2 (en) | 2016-10-21 | 2019-08-06 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System and dielectric antenna with non-uniform dielectric |
US10312567B2 (en) | 2016-10-26 | 2019-06-04 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher with planar strip antenna and methods for use therewith |
US10224634B2 (en) | 2016-11-03 | 2019-03-05 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods and apparatus for adjusting an operational characteristic of an antenna |
US10225025B2 (en) | 2016-11-03 | 2019-03-05 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for detecting a fault in a communication system |
US10291334B2 (en) | 2016-11-03 | 2019-05-14 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System for detecting a fault in a communication system |
US10498044B2 (en) | 2016-11-03 | 2019-12-03 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus for configuring a surface of an antenna |
US10178445B2 (en) | 2016-11-23 | 2019-01-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods, devices, and systems for load balancing between a plurality of waveguides |
US10340601B2 (en) | 2016-11-23 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Multi-antenna system and methods for use therewith |
US10090594B2 (en) | 2016-11-23 | 2018-10-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Antenna system having structural configurations for assembly |
US10340603B2 (en) | 2016-11-23 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Antenna system having shielded structural configurations for assembly |
US10535928B2 (en) | 2016-11-23 | 2020-01-14 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Antenna system and methods for use therewith |
US10361489B2 (en) | 2016-12-01 | 2019-07-23 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Dielectric dish antenna system and methods for use therewith |
US10305190B2 (en) | 2016-12-01 | 2019-05-28 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Reflecting dielectric antenna system and methods for use therewith |
US10637149B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-04-28 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Injection molded dielectric antenna and methods for use therewith |
US10020844B2 (en) | 2016-12-06 | 2018-07-10 | T&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for broadcast communication via guided waves |
US10755542B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-08-25 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for surveillance via guided wave communication |
US10382976B2 (en) | 2016-12-06 | 2019-08-13 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for managing wireless communications based on communication paths and network device positions |
US10135145B2 (en) | 2016-12-06 | 2018-11-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for generating an electromagnetic wave along a transmission medium |
US10694379B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-06-23 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Waveguide system with device-based authentication and methods for use therewith |
US10819035B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-10-27 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher with helical antenna and methods for use therewith |
US9927517B1 (en) | 2016-12-06 | 2018-03-27 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for sensing rainfall |
US10727599B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-07-28 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Launcher with slot antenna and methods for use therewith |
US10439675B2 (en) | 2016-12-06 | 2019-10-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for repeating guided wave communication signals |
US10326494B2 (en) | 2016-12-06 | 2019-06-18 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus for measurement de-embedding and methods for use therewith |
US10027397B2 (en) | 2016-12-07 | 2018-07-17 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Distributed antenna system and methods for use therewith |
US10139820B2 (en) | 2016-12-07 | 2018-11-27 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for deploying equipment of a communication system |
US10168695B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-01-01 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for controlling an unmanned aircraft |
US10547348B2 (en) | 2016-12-07 | 2020-01-28 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for switching transmission mediums in a communication system |
US9893795B1 (en) | 2016-12-07 | 2018-02-13 | At&T Intellectual Property I, Lp | Method and repeater for broadband distribution |
US10446936B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-10-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Multi-feed dielectric antenna system and methods for use therewith |
US10389029B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-08-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Multi-feed dielectric antenna system with core selection and methods for use therewith |
US10243270B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-03-26 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Beam adaptive multi-feed dielectric antenna system and methods for use therewith |
US10359749B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-07-23 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for utilities management via guided wave communication |
US10411356B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-09-10 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for selectively targeting communication devices with an antenna array |
US9911020B1 (en) | 2016-12-08 | 2018-03-06 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for tracking via a radio frequency identification device |
US10601494B2 (en) | 2016-12-08 | 2020-03-24 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Dual-band communication device and method for use therewith |
US10530505B2 (en) | 2016-12-08 | 2020-01-07 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for launching electromagnetic waves along a transmission medium |
US10103422B2 (en) | 2016-12-08 | 2018-10-16 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for mounting network devices |
US10777873B2 (en) | 2016-12-08 | 2020-09-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for mounting network devices |
US10389037B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-08-20 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for selecting sections of an antenna array and use therewith |
US10938108B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-03-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Frequency selective multi-feed dielectric antenna system and methods for use therewith |
US10916969B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-02-09 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for providing power using an inductive coupling |
US10326689B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-06-18 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and system for providing alternative communication paths |
US10069535B2 (en) | 2016-12-08 | 2018-09-04 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for launching electromagnetic waves having a certain electric field structure |
US9998870B1 (en) | 2016-12-08 | 2018-06-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for proximity sensing |
US9838896B1 (en) | 2016-12-09 | 2017-12-05 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for assessing network coverage |
US10264586B2 (en) | 2016-12-09 | 2019-04-16 | At&T Mobility Ii Llc | Cloud-based packet controller and methods for use therewith |
US10340983B2 (en) | 2016-12-09 | 2019-07-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for surveying remote sites via guided wave communications |
US9973940B1 (en) | 2017-02-27 | 2018-05-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus and methods for dynamic impedance matching of a guided wave launcher |
US10298293B2 (en) | 2017-03-13 | 2019-05-21 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Apparatus of communication utilizing wireless network devices |
BR112020020808A2 (pt) * | 2018-04-12 | 2021-01-12 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Disposição de antenas para transmissão de sinais de referência |
FR3098024B1 (fr) * | 2019-06-27 | 2022-06-03 | Thales Sa | Formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel de complexité réduite pour antennes réseaux actives reconfigurables |
JP2021052294A (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | アンテナ装置 |
EP3840118A1 (de) * | 2019-12-19 | 2021-06-23 | Airbus Defence and Space Limited | Mehrstrahlenantenne |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3668567A (en) * | 1970-07-02 | 1972-06-06 | Hughes Aircraft Co | Dual mode rotary microwave coupler |
US4117423A (en) * | 1976-09-23 | 1978-09-26 | Hughes Aircraft Company | Dual mode multiphase power divider |
US4245223A (en) * | 1977-05-02 | 1981-01-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Self-multiplexing antenna employing orthogonal beams |
US4213132A (en) * | 1978-07-19 | 1980-07-15 | Motorola, Inc. | Antenna system with multiple frequency inputs |
US4231040A (en) * | 1978-12-11 | 1980-10-28 | Motorola, Inc. | Simultaneous multiple beam antenna array matrix and method thereof |
US4424500A (en) * | 1980-12-29 | 1984-01-03 | Sperry Corporation | Beam forming network for a multibeam antenna |
US4584582A (en) * | 1981-08-31 | 1986-04-22 | Motorola, Inc. | Multi-mode direction finding antenna |
JPS5873206A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-05-02 | Radio Res Lab | マルチビ−ム形成回路 |
US4517568A (en) * | 1982-02-09 | 1985-05-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Angle set-on apparatus |
US4503434A (en) * | 1983-05-02 | 1985-03-05 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Lossless arbitrary output dual mode network |
US4499471A (en) * | 1983-05-02 | 1985-02-12 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Reconfigurable dual mode network |
US4689627A (en) * | 1983-05-20 | 1987-08-25 | Hughes Aircraft Company | Dual band phased antenna array using wideband element with diplexer |
US4638317A (en) * | 1984-06-19 | 1987-01-20 | Westinghouse Electric Corp. | Orthogonal beam forming network |
BE901351R (fr) * | 1984-12-21 | 1985-06-21 | Itt Ind Belgium | Systeme d'antenne a dephasage. |
DE3788125T2 (de) * | 1986-12-22 | 1994-06-09 | Hughes Aircraft Co | Steuerbare strahlungskeule eines antennensystems mit butler-matrix. |
WO1988007439A1 (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie Po Tekhnologi | Executing mechanism of manipulator |
-
1987
- 1987-10-23 US US07/111,909 patent/US4989011A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-09-13 AU AU22177/88A patent/AU602244B2/en not_active Ceased
- 1988-09-22 CA CA000578152A patent/CA1309172C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-21 EP EP88117526A patent/EP0313057B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-21 JP JP63265958A patent/JP2585399B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-21 DE DE3855343T patent/DE3855343T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2585399B2 (ja) | 1997-02-26 |
EP0313057B1 (de) | 1996-06-05 |
CA1309172C (en) | 1992-10-20 |
JPH01146405A (ja) | 1989-06-08 |
DE3855343D1 (de) | 1996-07-11 |
AU2217788A (en) | 1989-05-25 |
US4989011A (en) | 1991-01-29 |
EP0313057A2 (de) | 1989-04-26 |
EP0313057A3 (de) | 1991-03-13 |
AU602244B2 (en) | 1990-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3855343T2 (de) | Phasengesteuertes Antennensystem für zwei Moden | |
DE69702510T2 (de) | Dualpolarisations-gruppenantenne mit sehr niedriger kreuzpolarisation und kleinen seitenkeulen | |
DE68913885T2 (de) | Streifenleitungsantennensystem mit Mehrfachfrequenz-Elementen. | |
DE69330953T2 (de) | System zur verteilung elektromagnetischer energie | |
DE2727883C2 (de) | Hohlleiterstrahler für links- und rechtsdrehend zirkular polarisierte Mikrowellensignale | |
DE68922041T2 (de) | Ebene Antennengruppe mit gedruckten coplanaren Wellenleiter-Speiseleitungen in Zusammenwirkung mit Oeffnungen in einer Grundplatte. | |
DE68910677T2 (de) | Mikrostreifenantenne. | |
DE69619436T2 (de) | Gruppenantenne mit zwei Polarisationen und einer gemeinsamen Apertur, gebildet durch eine planare, Wellenleiter gespeiste Schlitzgruppe und eine lineare Short-Backfire-Gruppe | |
DE69111298T2 (de) | Antenne für duale linear und dual zirkulare Polarisation. | |
DE69725059T2 (de) | Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder | |
DE3689132T2 (de) | Elektromagnetisch gekoppelte Streifenantennen mit an Speiseleitungen kapazitiv gekoppelten Speisestreifen. | |
DE69602052T2 (de) | Phasengesteuerte Gruppenantenne für Mehrbandbetrieb unter wechselseitiger Verwendung von Strahlern aus Hohlleitern und sich verjüngten Elementen | |
DE69014607T2 (de) | Gruppenantennen. | |
DE3787956T2 (de) | Elektromagnetisch gekoppelte Antennenelemente in gedruckter Schaltungstechnik bestehend aus kapazitiv an die Zuführungsleitungen gekoppelten Streifenleitern oder Schlitzen. | |
DE2712608C2 (de) | Mikrowellen-Gruppenantenne in Streifenleitungstechnik | |
DE3883327T2 (de) | Strahlformungsnetzwerk mit mehreren stufen. | |
DE60214585T2 (de) | Patchgespeiste, gedruckte antenne | |
DE68925992T2 (de) | Dualpolarisierte, in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführte Antenne, deren Elemente, mit gedruckten Gitterschaltungselementen darin einbegriffen, mit den Speiseleitungen kapazitiv gekoppelt sind | |
DE60106405T2 (de) | Dielektrische-Resonator-Antennen-Anordnung mit steuerbaren-Elementen | |
DE69512839T2 (de) | Faltbare Mehrbandantenne | |
DE3850469T2 (de) | Aus identischen festkörpermodulen bestehende phasengesteuerte gruppenantenne mit niedrigen nebenzipfeln. | |
DE69613244T2 (de) | Planare gruppenantenne für zwei frequenzen | |
DE602004010517T2 (de) | Planare mikrowellenantenne | |
DE69521252T2 (de) | Antennenspeiseanordnung und Netzwerk zur Strahlformung | |
DE69119275T2 (de) | Streifenleitungsantenne für mehrere Frequenzen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HUGHES ELECTRONICS CORP., EL SEGUNDO, CALIF., US |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: WITTE, WELLER & PARTNER, 70178 STUTTGART |